菊芋果聚糖外切水解酶(Ht1-FEHⅡ)的固定化研究

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菊芋的Ht1-FEHⅡ可以将植物果聚糖水解成果糖,然而,由于游离酶的稳定性差、易变性及利用后难以被回收等缺点限制了其广泛应用。固定化酶由于操作稳定性好,工艺简便,能够重复利用,生产成本等优点,因此本研究尝试通过两种固定化酶的方法进行该酶的固定化研究。  一、以D201大孔阴离子树脂为载体,戊二醛溶液为交联剂,采用吸附交联法对该酶进行固定化;二、以海藻酸钠为载体,采用包埋法对该酶进行固定化。确定了这两种方法制备固定化酶Ht1-FEHⅡ制备条件,并对游离酶和固定化酶的酶学性质进行了分析。同时,通过吸附交联法和包埋法制备的固定化酶进行了比较,确定了吸附交联法制备的固定化酶要比包埋法制备的固定化酶效果更为理想,在工业应用中更有使用价值。主要研究结果如下:  1.确定了吸附交联法制备固定化酶的最佳条件,固定化条件进行探索与优化,最佳优化的条件为:树脂0.2g,pH值为4.5,加酶量为0.1ml(蛋白含量:0.34mg),吸附温度为40℃,吸附时间为3小时,戊二醛浓度为0.125%,交联温度为10℃,交联时间为2小时。通过此条件制备的固定化酶,酶活回收率能够达到73.53%。  按照固定化酶制备条件制备固定化酶,并对其进行了酶学性质分析:固定化酶的最适反应温度为40℃,比游离酶提高了5℃。最适pH为6.5,与游离酶相较,pH值向右移动了0.5个单位,固定化酶热稳定性与游离酶相比,并没有提高。  2.确定了采用海藻酸钠包埋法固定制备固定化酶(Ht1-FEHⅡ)的最适条件如下:海藻酸钠溶液浓度为2%,氯化钙溶液浓度为1.5%,加酶量为0.3ml(蛋白含量:1.02mg),固定化时间为2小时时,其固定化效果最好,制备的固定化酶的回收率为53.60%。  在海藻酸钠包埋法最适条件确定后制备固定化酶,并对游离酶和海藻酸钠包埋法制备的固定化酶进行了分析比较。研究发现,游离酶的最造反应温度为35℃,经固定化后,固定化酶的最适反应温度仍为35℃;游离酶的最适PH值为6.0,经固定化后,最适pH值为7.0,比游离酶向右偏移了1个单位。  3.通过对阴离子交换树脂吸附交联法和海藻酸钠包埋法制备的菊芋果聚糖外切水解酶(Ht1-FEHⅡ)比较发现:采用吸附交联法制备的菊芋果聚糖外切水解酶(Ht1-FEHⅡ)酶回收利用率,操作稳定性和贮藏稳定性均比包埋法制备的固定化酶要高,因而其制备的固定化酶在实际工业应用中具有较好的潜力。
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